hiđrocacbon – Hóa học 11 nâng cao
Trong phần hiđrocacbon – Hóa học 11 nâng cao việc sử dụng PPĐT phát hiện được thực hiện trong các dạng bài sau:
- Dạng bài mới - Dạng bài luyện tập - Dạng bài thực hành
2.2.4.1. Vận dụng quy trình sử dụng PPĐT phát hiện trong dạy học dạng bài mới
Trong quá trình dạy học kiến thức mới, GV cần sử dụng các PPDH tích cực hỗ trợ HS kết nối, chuyển giao từ những hiểu biết sẵn có ban đầu sang kiến thức mới một cách tích cực. PPĐT phát hiện là một trong những phương pháp phát huy tính tích cực của sự chuyển giao, kết nối đó.
VD 1: Nghiên cứu phản ứng thế của metan với clo Bước 1: GV nêu vấn đề
Phản ứng thế của metan với clo đã học ở lớp 9 tạo ra sản phẩm gì? Đây có phải là sản phẩm duy nhất không?
Bước 2: GV đưa ra hệ thống câu hỏi
- Viết PTHH của CH4 tác dụng với Cl2 theo tỉ lệ mol (1:1) khi có chiếu sáng. - Nếu dư Cl2 thì ngoài sản phẩm trên còn thu được sản phẩm nào nữa không? GV mô tả hình 5.4 (SGK - tr.144) yêu cầu HS quan sát, lắng nghe và trả lời câu hỏi sau:
- CH4 phản ứng với Cl2 thu được những sản phẩm nào? Cho biết trạng thái tồn tại của các sản phẩm đó.
Bước 3: GV tiếp tục gợi mở cho HS tìm kiếm kiến thức liên quan để giải thích các vấn đề đã nêu ở trên.
- Cho biết tại sao thu được các sản phẩm đó. Viết PTHH và cho biết điều kiện của phản ứng.
Muốn giải thích được vấn đề trên, dựa vào cấu trúc phân tử metan: Hình tứ diện đều, bốn liên kết C-H là như nhau nên H lần lượt được thế bởi nguyên tử clo. PTHH: CH4 + Cl2 as CH3-Cl + HCl CH3-Cl + Cl2 as CH2-Cl2 + HCl CH2-Cl2 + Cl2 as CHCl3+ HCl CH-Cl3 + Cl2 as CCl4 + HCl GV hướng dẫn cách đọc tên sản phẩm. Bước 4: Kết luận vấn đề
Dưới tác dụng của ánh sáng metan tham gia phản ứng thế tạo ra 4 sản phẩm thế khác nhau.
VD 2: Nghiên cứu phản ứng thế của đồng đẳng metan với clo hoặc brom Bước 1: GV nêu vấn đề
C3H8 là đồng đẳng của metan, vậy phản ứng thế của C3H8 với clo hoặc brom theo tỉ lệ mol (1:1) có giống với metan hay không?
Bước 2: GV đưa ra hệ thống câu hỏi
GV đưa ra dữ kiện thực nghiệm: Phản ứng của clo và brom với propan CH3-CH2 -CH3 2 o C l , a s 2 5 C CH3 –CHCl-CH3 + CH3 -CH2-CH2-Cl + HCl (1) 2-clopropan, 57% 1-clopropan, 43% CH3 -CH2 -CH3 Br ,as.2o 25 C CH3-CHBr-CH3 + CH3-CH2-CH2-Br + HBr (2) 97% (chính) 3% (phụ)
Yêu cầu HS nghiên cứu và trả lời các câu hỏi sau:
- C3H8 PƯ với Cl2 hoặc Br2 tạo ra mấy sản phẩm? Giải thích. - Xác định bậc của nguyên tử C trong phân tử propan?
- Dựa vào tỉ lệ phần trăm các sản phẩm thu được hãy cho biết hướng thế chính của phản ứng giữa propan với clo và brom. Từ đó xác định hướng thế chính của ankan với halogen.
- Dựa vào tỉ lệ phần trăm các sản phẩm, hãy so sánh tính chọn lọc của brom và clo khi tham gia phản ứng thế với proran hay ankan nói chung.
Bước 3: GV tiếp tục gợi mở cho HS tìm những kiến thức liên quan để giải thích các vấn đề đã nêu.
Muốn xác định được hướng thế chính và số lượng sản phẩm thế hãy trả lời câu hỏi sau: Trong phân tử propan có bao nhiêu nguyên tử H đính với nguyên tử C
bậc một và có bao nhiêu nguyên tử H đính với nguyên tử C bậc hai?
Bước 4: Kết luận vấn đề:
- Các ankan từ propan trở đi khi thế Cl2 hoặc Br2 theo tỉ lệ mol (1:1) thu được nhiều sản phẩm thế monohalogen.
- Hướng thế chính của phản ứng ưu tiên thế vào nguyên tử H của cacbon bậc cao hơn.
- Tính lựa chọn của brom cao hơn clo.
GV thông báo cho HS: flo và brom tham gia phản ứng thế với ankan. Bước 5: Vận dụng
Viết các sản phẩm phản ứng thế của PƯ sau:
CH3-CH2 -CH2- CH3 + Cl2 trong điều kiện ánh sáng và tỉ lệ mol các chất PƯ là 1:1.
2.2.4.2. Vận dụng qui trình sử dụng PPĐT phát hiện trong dạy học dạng bài luyện tập
Bài luyện tập thuộc kiểu bài hoàn thiện kiến thức - kỹ năng. Dạng bài luyện tập nhằm hoàn thiện, củng cố, đào sâu, mở rộng kiến thức và rèn luyện kỹ năng cho HS. Vì vậy, nếu sử dụng PPĐT phát hiện trong bài luyện tập sẽ giúp HS ôn tập và vận dụng kiến thức tốt hơn.
Cấu trúc dạng bài luyện tập gồm 2 phần:
- Phần kiến thức cần nắm vững: Nhằm hệ thống hóa, khắc sâu, củng cố các kiến thức cơ bản nhất của chương hoặc vấn đề trọng tâm.
Trong phần kiến thức cần nhớ có thể sử dụng các PPDH khác như PP sơ đồ tư duy, PP Grap,… Tuy nhiên vẫn phải kết hợp với PPĐT phát hiện là chủ yếu. VD: Khi dạy bài luyện tập về hiđrocacbon không no, GV đưa ra ví dụ sau:
Phân biệt các chất sau bằng phương pháp hóa học: Khí cacbonic, metan, but-2-in, axetilen.
Bước 1: GV nêu vấn đề
Để phân biệt các chất chúng ta dựa vào cơ sở khoa học nào? Bước 2: GV đưa ra hệ thống câu hỏi:
- Hãy phân loại các chất trên.
- Dùng thuốc thử nào để phân biệt CO2 với các hiđrocacbon trên?
- Để phân biệt 3 hiđrocacbon: metan, but-2-in, axetilen ta dùng thuốc thử nào?
- But-2-in, axetilen cùng thuộc dãy đồng của ankin. Vậy làm thế nào có thể phân biệt được chúng?
Bước 3: GV tiếp tục gợi mở cho HS tìm những kiến thức liên quan để giải thích các vấn đề đã nêu.
- Viết CTCT của but-2-in và axetilen. So sánh độ linh động của nguyên tử H trong liên kết ba của but-2-in và axetilen.
- Dựa vào TCHH của ankin đề xuất thuốc thử nhận biết chúng.
Bước 4: Kết luận: Thứ tự dùng hóa chất để phân biệt các chất:
- Dùng dd Ca(OH)2 phân biệt được CO2 với nhóm chất: metan, but-2-in và axetilen. - Dùng dd brom phân biệt được: metan với but-2-in và axetilen.
- Dùng dd AgNO3 /NH3 phân biệt được 2 chất còn lại: but-2-in và axetilen.
2.2.4.3. Vận dụng quy trình sử dụng PPĐT phát hiện trong dạy học dạng bài thực hành
Thí nghiệm thực hành là hình thức thí nghiệm do HS tự làm khi hoàn thiện kiến thức nhằm minh hoạ, ôn tập, củng cố,vận dụng kiến thức đã học và rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo hoá học. Đây là dạng thí nghiệm mà học sinh tập triển khai nghiên cứu các quá trình hoá học như: nghiên cứu tính chất các chất, điều chế các chất, nhận biết các chất, giải bài tập thực nghiệm,…
Trong quá trình thí nghiệm, HS phải phát huy tối đa các hoạt động của mọi giác quan và hoạt động tư duy. Trong giờ thực hành HS phải thực hiện các thao tác thí nghiệm, quan sát mô tả đầy đủ các hiện tượng hóa học đã xảy ra trong quá trình thí nghiệm đồng thời đòi hỏi HS phải có hoạt động tư duy ở mức độ cao để hiểu
được ý nghĩa các thao tác trong thí nghiệm, dự đoán các hiện tượng xảy ra theo lý thuyết, đối chiếu kết quả thu được với điều dự đoán, vận dụng kiến thức để giải thích các hiện tượng thí nghiệm và rút ra những nhận xét về kiến thức kỹ năng tiến hành thí nghiệm.
VD: Điều chế và thử tính chất của etilen
Bước 1: Đặt vấn đề: Khí etilen là một khí quan trọng trong cuộc sống, để điều chế một lượng nhỏ khí etilen trong phòng thí nghiệm người ta làm như thế nào? Cần lưu ý những gì để thí nghiệm xảy ra thành công và an toàn.
Bước 2: GV đưa ra hệ thống câu hỏi:
-Đưa ra hình vẽ minh họa bộ dụng cụ thí nghiệm điều chế và thử tính chất của etilen. Yêu cầu HS quan sát và cho biết:
- Dự đoán hiện tượng xảy ra trong ống nghiệm đựng hỗn hợp C2H5OH và
H2SO4 đặc và giải thích.
- Dự đoán hiện tượng xảy ra khi cho khí etilen sục vào ống nghiệm đựng dung dịch KMnO4 và giải thích.
- Nếu thay ống nghiệm đựng dd thuốc tím bằng ống nghiệm đựng dd brom thì hiện tượng xảy ra như thế nào? Giải thích.
- Đưa ra những lưu ý để thí nghiệm thành công và an toàn. Giải thích tại sao phải làm như vậy?
Bước 3: Hướng dần HS tìm kiếm những kiến thức để trả lời câu hỏi trên. Để thí nghiệm thành công yêu cầu HS trả lời các câu hỏi sau:
- Vì sao phải cho thêm đá bọt vào hỗn hợp C2H5OH và H2SO4 đặc khi điều chế C2H4? (để hỗn hợp sôi đều không bị trào lên)
- Vì sao hỗn hợp phản ứng đun lên lại bị đen đi? (có C tạo ra do H2SO4 đặc háo nước tách nước của rượu)
- Vì sao cần cho hỗn hợp khí thu được sau khi đốt hỗn hợp PƯ qua bông tẩm NaOH đặc trước khi đốt hoặc dẫn vào dung dịch Br2, dung dịch KMnO4? (để loại bỏ khí CO2, SO2 tạo ra trong quá trình oxi hóa C của H2SO4 đặc ở t0 cao, khí SO2
cũng có phản ứng với dung dịch Br2, dung dịch KMnO4)
Bước 4: Kết luận vấn đề:
- Etilen làm nhạt màu dd brom và dd thuốc tím.
- Trong quá trình làm thí nghiệm cần cho đá bọt vào hỗn hợp phản ứng và cho hỗn hợp khí thu được qua bông tẩm NaOH đặc để loại bỏ tạp chất.
2.3. Xây dựng hệ thống câu hỏi đàm thoại phát hiện trong phần hiđrocacbon -
Hóa học 11 nâng cao
2.3.1. Một số nội dung kiến thức có thể có thể sử dụng câu hỏi đàm thoại phát hiện trong phần hiđrocacbon – Hóa học 11 Nâng cao
Tên chương Tên bài – Mục
Nội dung kiến thức có thể sử dụng câu hỏi đàm thoại phát
hiện
Chương 5. Hiđrocacbon
no
Bài 34. Ankan: Cấu trúc phân tử
và tính chất vật lý I. Cấu trúc phân tử
II. Tính chất vật lý
1. Sự hình thành liên kết và cấu trúc phân tử ankan
2. Tính chất vật lí của ankan
Bài 35. Ankan: Tính chất hoá
học. Điều chế và ứng dụng
I. Tính chất hoá học 1. Phản ứng thế của metan với clo
2. Phản ứng thế của đồng
Bài 36. Xicloankan
I. Cấu trúc, đồng phân, danh pháp
II. Tính chất
1. Tính chất vật lí 2. Tính chất hoá học
1. Cấu trúc của một số phân tử monoxicloankan 2. Phản ứng cộng mở vòng của monoxicloankan Chương 6. Hiđrocacbon không no
Bài 40. Anken: Tính chất, điều
chế và ứng dụng I. Tính chất vật lí II. Tính chất hóa học
1. Tính chất vật lí của anken 2. Phản ứng cộng axit, nước
(HA) vào anken bất đối xứng Bài 41. Ankađien
I. Phân loại
II. Cấu trúc phân tử và phản ứng của butađien và isopren
1. Cấu trúc phân tử butađien 2. Phản ứng của buta-1,3-đien và isopren Bài 43. Ankin I. Đồng đẳng, đồng phân, danh pháp, tính chất vật lí và cấu trúc 1. Đồng đẳng, đồng phân và danh pháp 2. Tính chất vật lí 3. Cấu trúc phân tử II. Tính chất hóa học 1. Phản ứng cộng
2. Phản ứng thế bằng ion kim loại
1. Cấu trúc phân tử butađien 2. Phản ứng cộng vào ankađien liên hợp
1. Tính chất vật lí của ankin 2. Cấu trúc phân tử của ankin
3. Phản ứng cộng vào ankin
Chương 7. Hiđrocacbon thơm. Nguồn hiđrocacbon thiên nhiên Bài 46. Benzen và ankylbenzen I. Cấu trúc, đồng đẳng, đồng phân và danh pháp
1. Cấu trúc phân tử benzen 2. Đồng đẳng, đồng phân và danh pháp
II. Tính chất vật lí
1. Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi và khối lượng riêng
2. Màu sắc, tính tan và mùi III. Tính chất hoá học
1. Phản ứng thế
1. Cấu trúc phân tử benzen
2. Tính chất vật lí của benzen và ankylbenzen
3. Quy tắc thế vào vòng benzen
2.3.2. Cơ sở sắp xếp hệ thống câu hỏi
Để thuận tiện cho GV trong việc sử dụng PPĐT phát hiện, chúng tôi trình bày các nội dung kiến thức của phần hiđrocacbon có sử dụng câu hỏi đàm thoại phát
hiện theo cấu trúc chương trình như sau:
Chương - Bài - Mục: Đồng đẳng, đồng phân, cấu trúc và danh pháp; Tính chất vật lí; Tính chất hóa học; Ứng dụng, điều chế.
2.3.3. Hệ thống câu hỏi đàm thoại phát hiện trong phần hiđroccabon – Hóa học 11 nâng cao 11 nâng cao
2.4.3.1. Hệ thống câu hỏi chương hiđrocacbon no
Hệ thống câu hỏi thứ nhất (Sự hình thành liên kết và cấu trúc phân tử ankan): - Nghiên cứu SGK cho biết đặc điểm liên kết của các phân tử ankan.
- Tại sao phân tử CH4 lại có dạng tứ diện đều còn C2H6 lại không còn là hình
tứ diện đều?
- Tại sao các ankan có từ 3C trở lên có cấu trúc không gian là đường gấp khúc?
Hệ thống câu hỏi 2 (Tính chất vật lý của ankan):
Nghiên cứu bảng 5.2 (tr.141- SGK) cho biết: Trạng thái tồn tại của ankan như thế nào? Nhận xét sự biến đổi nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi, khối lượng riêng của các ankan.
GV làm thí nghiệm:
- Hòa tan xăng (hỗn hợp xăng có ankan) vào nước. - Cho xăng vào mỡ bôi trơn.
Yêu cầu HS quan sát, nhận xét và giải thích: Vì sao các ankan nhẹ hơn nước, không tan trong nước? Vì sao các ankan lỏng là dung môi hòa tan tốt các chất không phân cực như dầu, mỡ?
GV chỉnh lí, bổ sung và kết luận.
Hệ thống câu hỏi thứ 3 ( Xét phản ứng thế của metan với clo):
- Phản ứng thế của metan với clo đã học ở lớp 9 tạo ra sản phẩm gì? Đây có phải là sản phẩm duy nhất không?
- Viết PTHH của CH4 tác dụng với Cl2 theo tỉ lệ mol (1:1) khi có chiếu sáng. - Nếu dư Cl2 thì ngoài sản phẩm trên còn thu được sản phẩm nào nữa không? GV mô tả hình 5.4 – SGK tr.144 yêu cầu HS quan sát, lắng nghe và trả lời câu hỏi sau:
- CH4 phản ứng với Cl2 thu được những sản phẩm nào? Cho biết trạng thái tồn tại của các sản phẩm đó.
- Cho biết tại sao thu được các sản phẩm đó. Viết PTHH và cho biết điều kiện của phản ứng.
Hệ thống câu hỏi 4 (Xét phản ứng thế của đồng đẳng metan với clo và brom):
- C3H8 là đồng đẳng của metan, vậy phản ứng thế của C3H8 với clo hoặc brom theo tỉ lệ mol (1:1) có giống với metan hay không?
GV chiếu slide: Phản ứng của clo và brom với propan CH3-CH2 -CH3 C l2o, a s . 2 5 C CH3 –CHCl-CH3 + CH3 -CH2-CH2-Cl + HCl (1) 2-clopropan, 57% 1-clopropan, 43% CH3 -CH2 -CH3 Br ,as.2o 25 C CH3-CHBr-CH3 + CH3-CH2-CH2-Br + HBr (2) 97% (chính) 3% (phụ)
Yêu cầu HS nghiên cứu và trả lời các câu hỏi sau:
- C3H8 PƯ với Cl2 hoặc Br2 tạo ra mấy sản phẩm? Giải thích. - Xác định bậc của nguyên tử C trong phân tử propan?
- Dựa vào tỉ lệ phần trăm các sản phẩm thu được hãy cho biết hướng thế chính của phản ứng giữa propan với clo và brom. Từ đó xác định hướng thế chính của ankan với halogen?
- Dựa vào tỉ lệ phần trăm các sản phẩm, hãy so sánh tính chọn lọc của brom và clo khi tham gia phản ứng thế với proran hay ankan nói chung.
Hệ thống câu hỏi thứ 5 (Cấu trúc của một số phân tử monoxicloankan):
- Ankan và xicloankan đều là những hiđrocacbon no trong phân tử chỉ chứa liên kết xichma. Vậy đặc điểm cấu tạo của monoxicloankan có giống với ankan không?
- Nghiên cứu CTPT, CTCT và mô hình của một số monoxicloankan trong SGK và trả lời các câu hỏi sau:
+ Nêu đặc điểm cấu tạo phân tử (mạch C, dạng liên kết) của chúng và so sánh với ankan tương ứng?
+ Xicloankan là gì? Hãy so sánh chúng với ankan?
- Công thức chung của dãy đồng đẳng monoxicloankan là gì? Hãy so sánh
